Albert Einstein: biografia e contributi alla scienza

Albert Einstein (1879 - 1955) era un fisico teorico di origine tedesca e uno dei più importanti scienziati del XX secolo. Ha sviluppato la teoria della relatività, che è stata una delle basi più importanti per lo sviluppo della fisica moderna. Nel 1921 vinse il premio Nobel per la fisica per aver scoperto la legge dell'effetto fotoelettrico. Il contributo di Einstein alla scienza, e in particolare alla fisica, lo ha reso uno degli uomini più riconosciuti del suo tempo.

Il lavoro più popolare di Einstein era l'equivalenza tra energia e massa: E = mc 2, una delle equazioni più riconosciute al mondo. Venne a questa formula nel 1905, quando visse a Berna. Più tardi, nel 1917, Einstein indagò sulle proprietà della luce, in quegli studi trovò le basi della sua legge sull'effetto fotoelettrico. Quindi applicò la sua teoria generale al modello della struttura dell'intero universo.

Nel 1896 rinunciò alla sua nazionalità tedesca e diversi anni dopo fece domanda per gli svizzeri, che ottenne nel 1901. Nel frattempo, Einstein studiò alla Scuola politecnica federale, dalla quale ottenne il diploma nel 1900.

Dal 1912 iniziò a esercitare la professione di professore di fisica teorica all'Università di Zurigo e rimase in quella posizione per circa due anni. Poi, è stato selezionato per l'Accademia delle Scienze di Prussia e si è trasferito a Berlino.

Quando Adolf Hitler arrivò alla Cancelleria tedesca, Albert Einstein era negli Stati Uniti d'America; per questo ha deciso di non tornare nel suo paese, dal momento che l'antisemitismo professato dal regime nazista era un pericolo per la sua integrità.

Nel 1940 ottenne la cittadinanza americana. Poco tempo dopo, quando l'entrata degli Stati Uniti nel conflitto armato della seconda guerra mondiale era imminente, Einstein contattò il presidente Franklin D. Roosevelt per informarlo che la Germania avrebbe potuto sviluppare armi altamente distruttive.

Quella informazione è stata la molla per l'inizio del Progetto Manhattan. Tuttavia, Einstein non ha mai pensato che l'energia nucleare dovrebbe essere utilizzata per la guerra, anche se, insieme a Bertrand Russell, ha sviluppato il manifesto in cui ha parlato dei pericoli che ne derivano.

Da quando si è stabilito negli Stati Uniti d'America e fino ai suoi ultimi giorni, Albert Einstein ha lavorato presso l'Institute of Advanced Studies di Princeton, nel New Jersey.

È uno degli scienziati più famosi della storia e il suo nome è noto a gran parte della popolazione occidentale fino ad oggi.

biografia

Primi anni

Albert Einstein nacque il 14 marzo 1879 a Ulm, città appartenente al regno di Württemberg dell'allora Impero tedesco. Era di origine ebraica, suo padre si chiamava Hermann Einstein, era impegnato nel commercio e ingegneria. Sua madre era Pauline Koch.

Un anno dopo la nascita di Albert Einstein, suo padre ha avuto l'opportunità di fondare un'azienda a Monaco di Baviera che si occupava della produzione di dispositivi elettronici che funzionavano con corrente continua.

Aveva una sorella di nome Maria, che aveva due anni meno di lui. I genitori di Einstein non erano professionisti religiosi, quindi la loro educazione a casa non aveva alcuna influenza sulla loro prima devozione religiosa.

A poco a poco, si separò dalle sue convinzioni dogmatiche quando si rese conto che ciò che leggeva nei libri di scienza era esplicitamente contraddetto da ciò che aveva appreso dalle scritture religiose.

Quando ha conosciuto la geometria, è rimasto affascinato dalla scienza. Il suo interesse è stato alimentato dalle sue conversazioni con Max Talmud, che ha servito come una sorta di tutor per il giovane Albert, dal momento che ha parlato con lui di matematica e filosofia.

A causa di problemi finanziari Hermann, il padre di Albert, dovette trasferirsi in Italia con il resto della famiglia perché trovò lavoro lì. Tuttavia, lasciò il ragazzo a Monaco per terminare i suoi studi.

gioventù

Albert Einstein incontrò la sua famiglia a Pavia, con grande sorpresa dei suoi genitori. Ottenne un permesso firmato da un dottore e viaggiò per incontrarli di nuovo perché non era contento della scuola, né del suo metodo educativo.

Contrariamente a quanto si pensa, Einstein è stato brillante in matematica e fisica fin da giovanissimo, raggiungendo persino un livello molto superiore a quello dei ragazzi della sua età.

Nel 1895 decise di iscriversi al Politecnico federale di Zurigo, non potendo entrarvi, ma i suoi voti in fisica e matematica erano così buoni che gli fu raccomandato di finire la scuola secondaria ad Arau, in Svizzera.

L'anno successivo ha superato l'esame con il quale avrebbe ottenuto il diploma di scuola superiore. Quindi, Einstein ha deciso di iscriversi a una carriera di quattro anni presso il Politecnico federale di Zurigo dove ha conseguito il diploma di insegnante di matematica e fisica.

Tra i compagni di classe incontrò una giovane donna di nome Mileva Marić, che era l'unica donna nella stanza. Quella ragazza in seguito divenne la fidanzata di Einstein.

Durante quel periodo trascorsero molto tempo insieme discutendo di fisica, così si è sparsa la voce che il primo lavoro di Einstein fosse una collaborazione con Marić, ma questa teoria non è mai stata supportata da prove.

matrimonio

Nelle lettere che sono state scoperte dopo la morte di Einstein si è appreso che lui e Marić avevano una figlia nel 1902. Tuttavia, non si sa cosa sia successo alla ragazza. Era nato mentre la madre era a casa dei suoi genitori a Novi Sad.

Nel gennaio del 1903, Marić ed Einstein si sposarono e il loro figlio Hans Albert Einstein nacque l'anno seguente a Berna, in Svizzera. Sei anni dopo avevano Eduard, nato a Zurigo. Nel 1914 si trasferirono a Berlino.

La coppia si separò quando Marić venne a sapere che Einstein era innamorata della sua cugina di secondo grado, Elsa. Il divorzio formale fu ottenuto il 14 febbraio 1919, ma erano stati separati per qualche tempo.

Il suo figlio più giovane è stato diagnosticato con schizofrenia intorno ai 20 anni ed è stato curato da Marić e, infine, in centri di assistenza speciale. Quando sua madre morì, il ragazzo dovette rimanere in un manicomio.

Lo stesso anno in cui divorziò, si risposò con Elsa Löwenthal, ma erano insieme dal 1912. Albert Einstein ed Elsa erano cugini di padre e madre.

Ufficio brevetti

Un anno dopo la laurea, nel 1901 Albert Einstein ottenne la cittadinanza svizzera, ma i problemi medici gli impedirono di prestare il servizio militare alla nazione.

Aveva cercato di ottenere una posizione come insegnante, ma non ha avuto successo in nessuno dei posti da lui applicati. Andò invece a lavorare all'Ufficio federale della proprietà intellettuale, in cui venivano rilasciati brevetti nella città di Berna.

Il suo compito era esaminare le richieste presentate dagli inventori. A quel tempo Einstein divenne un esperto nella meccanica di questi artefatti. Soprattutto ha avuto a che fare con la trasmissione di segnali elettrici e la sincronizzazione elettromeccanica.

Nel 1902 il padre di Albert, Hermann Einstein, morì. Quello fu un duro colpo per la vita dello scienziato, che si rammaricava sempre del fatto che suo padre fosse morto mentre non aveva ancora raggiunto il successo nella sua professione.

A quel tempo un piccolo gruppo cominciò a discutere insieme ad altri soggetti intellettuali di scienza e filosofia. Allo stesso tempo ha continuato a lavorare su indagini personali le cui domande sono state alimentate da ciò che ha visto applicato nel suo lavoro.

Inizi scientifici

Nel 1900 il suo primo lavoro fu pubblicato su una rivista specializzata conosciuta come Annalen der Physik, che trattava del fenomeno della capillarità. Tuttavia, in seguito si rese conto che ciò che aveva proposto era sbagliato e disse che era inutile.

Anni dopo, Albert Einstein completò la sua tesi, che intitolò Una nuova determinazione della dimensione molecolare . In questo modo ottenne un dottorato di ricerca presso l'Università di Zurigo nel 1905, il suo consigliere era Alfred Kleiner.

Quello fu l'inizio dell'anno miracoloso per il fisico teorico, dal momento che pubblicò altri studi che aprirono le porte ai più importanti ambienti scientifici. A quel tempo, Einstein aveva 26 anni.

Tra i contributi fatti da Einstein nel 1905 ci furono i suoi lavori sull'effetto fotoelettrico, la relatività ristretta e l'equivalenza tra energia e massa.

Sebbene altri avessero affrontato la questione della relatività speciale, la novità del lavoro di Einstein era di riconoscerla come una legge universale della natura. La teoria proposta da Einstein è stata confermata da uno dei più grandi scienziati del tempo, Max Planck.

Da quel momento in poi, la carriera di Albert Einstein nelle scienze ebbe un impulso importante.

Corsa in Europa

Dopo aver guadagnato popolarità, Einstein iniziò a ricevere inviti a lavorare in diverse istituzioni educative europee. Nel 1908 Albert Einstein iniziò a lavorare all'Università di Berna dove rimase per un anno.

Poi andò all'Università di Zurigo, come professore associato di fisica teorica nel 1909. Da lì andò a Praga, allora parte dell'Impero austro-ungarico, nel 1911. Accettò poi la cittadinanza austriaca per poter esercitare la professione di professore universitario.

Quell'era fu prolifica per il lavoro di Einstein, che scrisse più di una dozzina di studi su diversi argomenti. L'anno seguente è tornato a Zurigo, dove ha lavorato per due anni nella sua alma mater, il Politecnico federale di Zurigo.

Nel 1913 Albert Einstein iniziò a far parte dell'Accademia delle scienze prussiana. Inoltre, ricoprì la carica di direttore dell'Istituto Kaiser Wilhelm per la fisica, che era ancora in fase di progettazione e riuscì a concretizzarsi nel 1917.

Dal 1914 si unì alla facoltà dell'Università di Berlino, una città che divenne la sua residenza da allora. Due anni dopo, Einstein divenne presidente della German Physics Society.

Nel 1921 Albert Einstein ottenne il premio Nobel per la fisica. Il riconoscimento è stato ricevuto per la sua scoperta della legge dell'effetto fotoelettrico. Da lì ha ottenuto l'adesione a diverse società scientifiche in tutta Europa.

I primi viaggi

Albert Einstein fece il suo ingresso sul suolo americano per la prima volta nel 1921. In quell'anno partecipò alle attività organizzate dalle università di Columbia e Princeton. Inoltre, ha visitato la Casa Bianca insieme ai rappresentanti della National Academy of Science.

Essendo Stati Uniti, Einstein era molto contento. Pensava alla sua gente che era brava gente con cui affrontare, che affrontava la vita con entusiasmo e che non erano invidiosi. Sembra che questa impressione differisse da ciò che aveva pensato prima di incontrare gli americani.

Dopo la sua permanenza in America, Einstein ritornò nel Vecchio Continente e fece una sosta in Gran Bretagna, dove fu ricevuto da Richard Haldane. Lì incontrò altri uomini di scienza e comparve davanti al King's College di Londra.

Un anno dopo, nel 1922, Einstein continuò un tour di sei mesi in Asia e in Palestina. In Giappone ha tenuto conferenze e incontrato gli imperatori nel Palazzo Imperiale, davanti agli occhi di migliaia di persone che si sono riunite per assistere all'incontro.

Nel 1923 fu in Spagna e lì fu insignito di un diploma in cui il re Alfonso XIII lo nominò membro dell'Accademia delle scienze spagnola.

La rabbia suscitata dalle visite di Einstein al mondo è stata impressionante. Inoltre, è stato ricevuto quasi come una visita diplomatica ufficiale piuttosto che uno scienziato, è stato trattato con onori ed è stato riconosciuto per i suoi contributi scientifici e per il suo sostegno a cause pacifiche.

Stati Uniti

Nei primi anni '30 Albert Einstein era già diventato una superstar della scienza. Era riconosciuto sia da coloro che avevano qualche connessione con il materiale sia da coloro che non lo facevano.

Nel dicembre del 1930 visitò di nuovo gli Stati Uniti d'America per lavorare al California Institute of Technology. Arrivato sul suolo americano, ha ricevuto inviti per partecipare a eventi sociali e interviste in tutto il paese.

Ha incontrato i redattori del New York Times e si è recato al Metropolitan Opera nella Grande Mela. Ha poi ricevuto le chiavi della città dal sindaco Jimmy Walker e ha incontrato personalità della scienza della città.

Poi arrivò a quella che era la sua destinazione originale, la California. Lì divenne amico di figure importanti nelle scienze, come Robert Millikan. Incontrò anche artisti di spicco come Charles Chaplin con cui andava molto d'accordo.

esilio

Nel 1933, mentre il regime nazista si stava rafforzando in Germania, Albert Einstein era in visita negli Stati Uniti d'America. Lo scienziato non riteneva conveniente tornare in Germania.

Gli ebrei furono perseguitati dal governo di Adolf Hitler. Molti colleghi di Einstein che professavano l'ebraismo o provenivano da famiglie ebree furono rimossi dalle loro posizioni come studenti universitari.

I testi scritti da Einstein sono stati inclusi nelle bruciature del libro organizzate dal partito nazista. Inoltre, una foto di Albert Einstein con un messaggio che recita "Non è stato ancora impiccato", così come una ricompensa per la sua testa, è stata pubblicata su una rivista politica tedesca.

Nel 1933, Einstein era in Belgio per un certo periodo. Da lì è andato in Inghilterra dove ha incontrato Winston Churchill, Austen Chamberlain e Lloyd George. Chiese che gli scienziati ebrei tedeschi venissero salvati dal nazismo e situati in Inghilterra.

Churchill ha risposto positivamente e ha accolto favorevolmente il suggerimento di Einstein. Il politico disse più tardi che grazie a ciò la qualità tecnologica degli alleati aumentò e quella della Germania era in declino.

Anche Einstein fece lo stesso con gli altri capi di stato, poiché il primo ministro della Turchia, grazie a questi sforzi, salvò circa 1.000 vite di ebrei.

Alla fine del 1933 Albert Einstein accettò la proposta di Institute of Advanced Studies di Princeton e rimase legato a questa istituzione per oltre due decenni, fino alla sua morte.

Progetto Manhattan

Nel 1939, Leó Szilárd voleva avvertire il governo degli Stati Uniti della possibilità che scienziati tedeschi stessero lavorando alla creazione di una bomba nucleare. Tuttavia, all'inizio non fu prestato attenzione, così decise di andare ad Einstein.

I due scienziati decisero quindi di scrivere una lettera al presidente della nazione, Franklin D. Roosevelt, sul pericolo per l'umanità che poteva essere rappresentato dal fatto che solo Hitler aveva questa tecnologia.

Molti ritengono che, grazie alla partecipazione di Einstein al processo di informazione sulle armi nucleari, gli Stati Uniti iniziarono a prendere sul serio questa indagine e il Progetto Manhattan iniziò nel 1942.

Sebbene Einstein si fosse rammaricato di aver raccomandato la creazione di armi nucleari, fu confortato dal fatto che non erano arrivati prima nelle mani dei nazisti mentre il resto del mondo non era protetto.

Gli ultimi anni

Nel 1940 Albert Einstein ricevette la cittadinanza americana. La sua visione dei benefici della società americana su questioni come la meritocrazia lo accompagnava sempre. Tuttavia, ha cercato di combattere il razzismo, che considerava uno dei grandi mali del paese.

Faceva parte della National Association for the Advancement of Coloured People, in cui venivano promossi i diritti degli afro-americani. Anche l'Università di Lincoln in Pennsylvania gli ha concesso un titolo onorario.

Durante i suoi ultimi anni Einstein era un po 'isolato, principalmente perché dedicò la maggior parte del suo tempo a due indagini che poi non contavano con la popolarità e che non riusciva a completare.

Il primo era provare a dimostrare che la teoria dei quanti di Bohr era scorretta, attraverso vari test. Mentre il secondo erano i suoi tentativi di scoprire una teoria del campo unificata.

morte

Albert Einstein morì il 17 aprile 1955, all'età di 76 anni, a Princeton, nel New Jersey. Lo scienziato ha sofferto di un versamento interno causato da un aneurisma nell'aorta addominale. Einstein era stato precedentemente trattato per cercare di impedire che ciò accadesse.

Nella seconda occasione il fisico rifiutò di entrare di nuovo in sala operatoria, affermò che il suo contributo al mondo era già stato fatto e che era giunto il suo momento, dal momento che non voleva mantenere una vita artificiale.

Trascorse i suoi ultimi momenti cercando di finire un discorso che avrebbe dovuto pronunciare nel settimo anniversario dello Stato di Israele. Tuttavia, è morto prima che potesse finire l'ultimo compito.

Il cervello di Albert Einstein fu rimosso e preservato, senza il permesso dei parenti dello scienziato, con la speranza che in futuro potesse essere studiato per scoprire cosa lo rendesse così brillante. Le sue spoglie mortali furono cremate e la famiglia le sistemò in un luogo che non era stato rivelato.

Tra gli studi che sono stati fatti al cervello di Einstein c'è quello che afferma che le cellule gliali, da cui i neuroni sono riforniti di cibo, erano di qualità superiore nell'emisfero sinistro.

È stato anche determinato che il lobo parietale inferiore nel caso di Einstein era del 15% più largo della media. Quella zona è legata al ragionamento matematico.

Contributi scientifici

Il lavoro di Albert Einstein non fu solo prolifico, ma anche di valore inestimabile per la fisica. Si ritiene che fosse molto avanzato rispetto ai suoi contemporanei, così che molti dei suoi contributi non furono considerati immediatamente.

Altri lavori gli hanno garantito un posto nella storia del mondo, così come fama e prestigio durante la sua vita. Einstein vinse un premio Nobel per la fisica nel 1921 per la scoperta della legge dell'effetto fotoelettrico.

Anche l'equazione dell'equivalenza tra energia e massa (E = mc2) ha trasceso tra le opere di questo scienziato originario della Germania, ma il cui contributo era globale.

Il suo contributo ha dato origine alla creazione del moderno modello cosmologico. Grazie ai loro contributi, hanno teorizzato i fenomeni che sono stati confermati dalla scienza, come l'espansione dell'universo, l'esistenza di buchi neri o la curvatura dello spazio in presenza di massa.

Ha pubblicato una grande quantità di materiale, inclusi libri e articoli scientifici. Inoltre, Einstein ha anche creato centinaia di testi su altri argomenti che non erano direttamente collegati al suo lavoro.

L'effetto fotoelettrico

Nel 1905, Albert Einstein realizzò un'opera in cui propose un modello matematico che spiegava l'emissione di elettroni da alcuni materiali quando la luce li colpiva. Per rendere questa affermazione, ha postulato l'esistenza di "quanti" di luce, che attualmente sono chiamati fotoni.

Nel suo articolo intitolato "Un punto di vista euristico sulla produzione e trasformazione della luce", ha spiegato che i quanti o le particelle di energia luminosa generano un distacco degli elettroni dagli atomi di un materiale.

Inoltre, la sua teoria ha dimostrato che questo distacco non dipendeva dall'intensità della luce, ma dalla frequenza dell'onda della luce incidente. Dimostrò anche che c'era una frequenza minima dipendente dal materiale al di sotto del quale il distaccamento non appariva più.

Robert Andrews Millikan, ha dimostrato sperimentalmente questo postulato di Einstein nel 1915. Grazie a ciò, la teoria corpuscolare della luce ha acquisito rilevanza e si può dire che abbia spinto alla nascita della meccanica quantistica.

Questo lavoro fu il motivo principale per cui Albert Einstein vinse il Premio Nobel per la fisica nel 1921, oltre agli altri suoi contributi, che all'epoca non erano rilevanti quanto l'effetto fotoelettrico.

Teoria della relatività speciale

Grazie all'esperimento di Michelson e Morley è stato dimostrato che la luce può essere propagata nel vuoto. Una delle conseguenze di ciò è che, non dipendendo dal movimento, la velocità della luce è costante per tutti gli osservatori.

Albert Einstein formulò una teoria con la quale propose che certe leggi della fisica classica potessero variare a seconda del quadro di riferimento. Ciò significa che, ad esempio, non esiste una relazione di simultaneità assoluta tra gli eventi.

Inoltre ha teoricamente confermato i risultati dell'esperimento di Michelson e Morley. Allo stesso modo, ha introdotto l'idea della deformazione del tempo e dello spazio, che fino ad allora erano considerati qualcosa di immutabile.

È stato criticato che Einstein non ha citato altri autori nel suo lavoro, come Poincaré o Hendrik Lorentz. Tuttavia, l'approccio al problema usato da Einstein differiva da quello che era stato sollevato sopra.

Inoltre, la spiegazione che Einstein riuscì a ottenere fu caratterizzata dall'essere basata su principi fondamentali delle leggi fisiche che la portarono oltre la descrizione di un fatto.

Equazione dell'equivalenza tra massa ed energia

Usando le conseguenze della teoria della relatività speciale, Einstein riferì nel 1905, la quantità di massa di un corpo con una "energia a riposo", che non era un'energia meccanica come tradizionalmente usata.

L'equazione risultante da questo lavoro, E = mc2, è una delle più riconosciute al momento e alcuni credono che potrebbe essere la più famosa della storia. E rappresenta l'energia di un corpo, mentre m indica la massa ec la velocità della luce.

Questo lavoro ha mostrato, ad esempio, che la quantità di energia emessa da un materiale radioattivo è uguale alla differenza di massa tra il materiale originale, le particelle emesse e il materiale risultante, moltiplicato per la velocità della luce al quadrato.

Fu questa una delle basi per lo sviluppo dell'energia nucleare, che iniziò a essere sfruttata negli Stati Uniti d'America con il Progetto Manhattan, iniziato nel 1942 durante la seconda guerra mondiale.

Einstein aveva firmato una lettera, insieme a Leó Szilárd, in cui avvertiva l'allora presidente degli Stati Uniti d'America della possibilità che le armi nucleari venissero sviluppate dai tedeschi.

Teoria della relatività generale

Nel 1915, Albert Einstein svelò la sua teoria in cui c'era indipendenza dal quadro di riferimento. Cioè, era generale poiché poteva essere applicato a osservatori statici, in movimento uniforme o in movimento accelerato.

Come conseguenza della relatività generale, il tempo e lo spazio sono intimamente legati e non possono essere separati. Ciò che dà origine al concetto di spazio-tempo. Consiste di tre dimensioni spaziali, che sono: lunghe, alte e larghe, insieme al tempo.

Con la teoria della relatività generale presentava un'alternativa a ciò che era stato sollevato da Isaac Newton nella legge di gravità. Perché ha dimostrato che la gravità era una conseguenza della deformazione dello spazio-tempo dovuta alla presenza di massa.

Universo in movimento

Grazie a questo approccio, è stato previsto che l'universo non fosse statico come si pensava in precedenza, ma che dovrebbe essere dinamico, quindi era in contrazione o espansione. All'epoca in cui presentò la teoria non c'erano prove di quel fenomeno.

Con questo movimento si presumeva che l'universo avesse uno stato iniziale, cioè un inizio. Lo stesso Einstein non credeva che l'universo fosse dinamico; tuttavia, Edwin Hubble nel 1929 pubblicò prove empiriche di questo fatto.

I calcoli moderni indicano che l'età dell'universo è vicina a 14, 5 miliardi di anni.

Onde gravitazionali

Nel 1916 Einstein predisse, sulla base della sua teoria della relatività generale, l'esistenza delle onde gravitazionali. Sono prodotti dal movimento di grandi masse ad alta velocità nel tempo spaziale. Queste onde si propagano nello spazio e trasportano energia gravitazionale.

L'esistenza delle onde gravitazionali è stata confermata 100 anni dopo, nel 2016, dall'Osservatorio di Gravitational Wave Laser Interferometry (LIGO), dopo aver rilevato le onde gravitazionali dalla fusione di due buchi neri.

Teoria dei campi unificata

Nei suoi ultimi anni, Einstein si dedicò alla ricerca di quella che chiamò teoria del campo unificata. Con il quale ha cercato di mettere in relazione campi elettromagnetici con campi gravitazionali.

Tuttavia, i loro sforzi per chiarire l'idea del campo unificato non hanno avuto successo. Finora, la ricerca continua in quest'area, con teoria e teoria delle stringhe M.